畢業(yè)論文--一種承壓式集熱器快速連接扣件

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　姓 名： XXX 學 號 XXXXXXXX </p><p>　　學 院： XXXXXXXXXX </p><p>　　專 業(yè)： XXXXXXXXXXXX </p><p&

2、gt;　　論文題目: 一種承壓式集熱器快速連接扣件 </p><p><b>　　XXXX年X月X日</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文從承壓式集熱器連接扣件的用途入手，主要講述集熱器連接扣件在平板型太陽能共用系統(tǒng)的重要性，及原始連接扣件存在的諸多問題，針對存在的問題進行改

3、進，尋找新的連接方法，最后設計出了新型的快速連接扣件，解決了問題，并獲得了實用新型專利。主要講述如何在實踐中發(fā)現(xiàn)問題，連接件的改進方法，以及改進后產(chǎn)生的效果、各種連接扣件的優(yōu)缺點。</p><p>　　關鍵詞：連接扣件； 法蘭片； 螺栓法蘭連接</p><p><b>　　正文</b></p><p><b>　　一、產(chǎn)品需求情況&l

4、t;/b></p><p>　　在太陽能共用系統(tǒng)中，兩塊集熱板之間，翼管的連接是太陽能熱水系統(tǒng)中非常關鍵的一步，也是存在問題最多的一個步驟。最原始的方式是用比翼管大的橡膠管套住兩根翼管，兩邊用抱箍扎緊（如圖1，圖2）。這樣的方法存在很多問題：一是橡膠管的老化會使接頭處漏水使用壽命比較短，兩年就會老化，抱箍扎得過緊會破壞橡膠管導致漏水，扎得過松也會導致漏水；二是影響美觀，集熱器的翼管采用的是金屬鋁管，整個系統(tǒng)

5、都是金屬連接，接頭處用橡膠管連接，看起來像是很漂亮的系統(tǒng)上添了一個丑陋的疤痕；三是采用橡膠管連接不能承壓，壓力太大就會出現(xiàn)漏水，尤其在強制循環(huán)系統(tǒng)中漏水很嚴重；四是橡膠管的型號選擇是個很麻煩的問題，直徑比翼管大太多扎緊后效果不好，容易漏水，直徑比翼管大的少，安裝及拆卸很不方便，甚至在經(jīng)過長時間的水泡后無法拆卸下來，這就給維修帶來很大的問題，而橡膠管的使用壽命比較短，多則兩年，短則一年就不能再使用，否則就會漏水。集熱器連接扣件的問題在太陽

6、能行業(yè)中普遍存在的問題，它的應用又是如此的廣泛，這是一個急需我們解決的問題。根據(jù)這種情況我們必須盡快尋找新的連接方法。</p><p><b>　　圖1</b></p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　二、研發(fā)過程</b></p><p><

7、b>　?。ㄒ唬┭邪l(fā)一階段</b></p><p><b>　　1.設計思路</b></p><p>　　根據(jù)上面介紹的情況研發(fā)一種新型的連接方法，為了防止老化，增加使用壽命，以及能夠承壓，新連接方法就不能再采用橡膠連接而應該采用金屬連接，在網(wǎng)上查閱大量的資料后，發(fā)現(xiàn)在石油化工設備和管道連接中應用最為廣泛的密封連接形式是螺栓法蘭連接。螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)具

8、有可靠性高，承載能力強的特點，被廣泛應用于航空航天、化工機械、核能、國防等領域的連接結(jié)構(gòu)中。典型的螺栓法蘭連接由螺栓組件，對接法蘭盤及墊圈等組成。在載荷作用下，連接結(jié)構(gòu)通過各組件之間的相互接觸和摩擦傳遞力。</p><p>　　借鑒工業(yè)上的法蘭連接，公司技術人員開始著手設計一種承壓式集熱器快速連接件。這種連接件由法蘭片，螺栓，橡膠墊圈組成。接下來就是選材的問題，考慮到螺栓法蘭連接件在集熱器上載荷的壓力遠遠小于航空

9、航天、化工機械上所載荷的壓力，以及便于成型，我們選用的材料是鋁合金。接下來的工作就是做模具，購置沖床。做好法蘭片得模具就開始沖壓成型。法蘭片上均勻的分布著三個光孔，整個組件由，法蘭片、螺栓、螺帽、墊圈組成（見圖3）。還有很重要的一點，就是使用這種連接扣件，集熱器的翼管邊緣需要用翻邊機翻邊，這樣才能扣住接連扣件。所以在施工過程中，就需要把法蘭片套進翼管后再用翻邊機把翼管的邊緣翻邊，以致能夠緊緊卡住法蘭片不會脫落，在翼管中間放置一片橡膠墊圈

10、，防止漏水。最后在通過螺栓把兩片法蘭片連接起來（如圖4）。</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　圖4</b></p><p><b>　　2.使用情況</b></p><p>　　這種連接扣件在公司做實驗后效果很好，幾乎不存在漏水問題，使用壽命

11、也增強了，純金屬連接增強了外觀的美觀。這種連接方式解決了很多以前采用橡膠管連接時存在的問題，一是增加了連接扣件的耐用性不存在老化漏水的問題；二是解決了承壓漏水的問題；三是改善了外觀的問題。四是使用起來很方便，能夠?qū)崿F(xiàn)快速連接，提高了工作效率。小范圍使用后效果很好，接著就開始在工程上大規(guī)模推廣使用。</p><p><b>　　3.優(yōu)缺點</b></p><p>　　使

12、用一段時間后才發(fā)現(xiàn)新的問題又來了。螺栓法蘭連接件是解決了密封性不好漏水，老化漏水，以及不能承載高負荷壓力的問題，但是使用這種連接扣件必需要施工工程中，把翻邊機帶到現(xiàn)場，可是現(xiàn)場環(huán)境下使用翻邊機很不方便，有些工地甚至不具備使用翻邊機的條件。在使用一段時間后發(fā)現(xiàn)，維修相當?shù)穆闊?。大?guī)模生產(chǎn)后有些螺栓法蘭連接扣件在沖壓成型時誤差過大，或者沖壓時工藝不對，或者時間長了模具磨損嚴重，導致沖壓出來的法蘭片質(zhì)量不好，不同心，或者厚薄不一致，以致在高負

13、荷的條件下使用一段時間后就出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，出現(xiàn)誤差在加工過程中是很難避免的，這就需要跟換連接扣件。還有一種情況就是，現(xiàn)場條件不好，或者操作翻邊機得工作人員技術不好，會造成翻出來的邊緣質(zhì)量不過關，時間一長就會造成老化出現(xiàn)漏水，維修的時候也是很麻煩?？墒且砉芤欢耸欠^邊的，一端是集熱板，無法取出要跟換的法蘭片，必須得用鋸子翻出來的邊緣鋸掉，換上新的法蘭片再進行翻邊。這樣不僅相當麻煩，跟換次數(shù)多以后，鋸斷的翼管太長，以致長度不足帶來更多的麻煩問

14、題。這樣看來這樣的方法不是萬能之策，還存在很多問題，還需要改進。</p><p><b>　?。ǘ┭邪l(fā)二階段</b></p><p><b>　　1.設計思路</b></p><p>　　根據(jù)螺栓法蘭連接在實際應用中存在的問題，公司技術人員聚集在一起開會討論研究，在仔細研究過這種連接扣件后，發(fā)現(xiàn)了問題的關鍵點，那就是法蘭

15、片的連接扣件是死的，要解決根本的問題就要讓法蘭片變得靈活，能夠方便拆裝。找到問題的關鍵就好辦了，接下來的工作就是對法蘭片進行改裝，使其變得靈活便于拆卸。在找到問題關鍵后，對法蘭片進行了改裝，法蘭片組被分成四個部分，仍然由螺栓來連接。這種連接扣件雖然能夠方便的拆卸，但是法蘭片與法蘭片間的間隙太大，扣不緊，容易漏水。這是一個很難解決的問題，公司的技術員陷入了困境。</p><p>　　在一次又一次的實驗，及查閱大量的

16、資料后，在原來的基礎上增加了一道工序，用沖床在法蘭片的一段折彎一段，這樣就能扣緊了，間隙也減少了。連接扣件由兩個半圓弧連接扣與螺栓構(gòu)成，連接扣的內(nèi)壁為凹狀“U”形，連接扣的外壁兩端各有一個連接耳，連接耳上開有連接用螺孔，連接用螺孔的軸線與管道軸線互相垂直；組合為一個連接扣件的兩個半圓弧連接扣之間存有間隙S;連接扣內(nèi)壁凹狀為“U”形形狀，“U”形形狀的橫截面包括等腰梯形或者圓弧形（如圖5，圖6）。連接扣件的工藝是這樣的，共有兩套模具，一套

17、是半圓弧形的模具，一套是在半圓弧形的模具上均勻布置著三個通孔。第一步，把鋁合金放置在這套模具上，用沖床沖出半圓弧形的法蘭片；第二步，把沖好的法蘭片放置在均勻布有三個通孔的模具上沖壓；第三步，用沖床在法蘭片的兩端沖壓使其折彎出一段連接耳。在安裝時配上螺栓、螺帽、墊圈，可以快速安裝拆卸的連接扣件就完成了。</p><p><b>　　圖5</b></p><p><

18、b>　　圖6</b></p><p><b>　　2.使用情況：</b></p><p>　　新型的集熱器連接扣件在工程上得到了大規(guī)模使用，不存在漏水，及拆卸麻煩等問題，提高了安裝拆卸的工作效率，維修的時候很方便，很快就可以拆卸下來。如果是橡膠墊壞了，可以換上橡膠墊就行，實現(xiàn)了零件的反復利用，節(jié)約了材料。還可以配上一小片墊片的就成為承壓堵頭，而且方便

19、拆裝又不會漏水。公司申請了實用新型專利，在太陽能行業(yè)中只有我們公司的連接扣件是靈活的，同行業(yè)的其他家的連接扣件都是跟我們公司購買?？梢姵袎菏郊療崞鞯倪B接問題已經(jīng)完全被解決，也得到了大規(guī)模的推廣。</p><p><b>　　3.優(yōu)缺點</b></p><p>　　使用這種連接扣件，可快速連接管道，外形美觀、密封性好、連接牢固、使用起來非常方便?？蓪崿F(xiàn)隨時的拆卸安裝，零

20、件的反復利用，節(jié)約了材料，降低了成本（如圖7）。這種連接扣件把之前集熱器連接件遇到的所有問題都解決了，而且在原來的基礎上還新發(fā)明了一種用途，可以很方便用來做管道的堵頭，只需增加一小片堵片。唯一的缺點就是加工過程中比兩片法蘭片的那種連接件要麻煩一點，因為它是四片法蘭片連接在一起，還有它對生產(chǎn)加工的工藝、設備及人員技術要求更高。</p><p><b>　　圖6</b></p>&

21、lt;p><b>　　三、結(jié)論</b></p><p>　　經(jīng)過這兩次的改進，X連接扣件的問題完全得到了解決，不僅在承壓的情況下不漏水，而且可以快速連接管道，外形美觀，密封性好，連接牢固，使用起來非常方便。在公司實驗安裝了幾套，效果很好，在工地上大規(guī)模使用后效果也很好，現(xiàn)在已經(jīng)在大規(guī)模的推廣使用。在本次研究工作中我參與了圖形的設計與研究報告的編寫，學到很多東西，不僅學到太陽能的專業(yè)理論

22、知識，還參與了實踐，對太陽能基本原理的理解加深，在作圖方面也學習到很多東西。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　?。?）法蘭連接需要注意的問題；作者：鄭曉亞，徐超；工作單位：西北工業(yè)大學航天學院；中國學術期刊；2008年03期</p><p>　?。?）螺栓法蘭連接系統(tǒng)維護策略研究；作者：張朝衛(wèi)；中國學術期刊；20

23、9年12期</p><p>　?。?）螺栓法蘭連接中螺栓載荷的監(jiān)控技術；作者：杜培德，蔡仁良；刊名：化工設備設計；2010年09期</p><p>　　（4）Ω環(huán)-螺栓法蘭連接；作者：顧伯勤；工作單位：南京化工大學機械工程學院；刊名：化工設備設計；2007年01期</p><p>　　（5）一種集熱器快速連接扣件；作者：江承衛(wèi)；實用新型專利期刊</p>